Resumen de Big Choanae, Larger Face : Scaling Patterns Between Cranial Airways in Modern Humans and African Apes and Their Significance in Middle and Late Pleistocene Hominin Facial Evolution
- English
This study aimed to understand the ontogenetic and allometric relationships in scaling between the anterior and posterior openings of the cranial airways and facial size, in order to shed light on the mechanisms that might underlie the evolution of a large face and large airways in Middle Pleistocene hominins and Neandertals. Sizes were calculated from 3D landmarks measured on the facial skeleton and airway structures of 403 skulls from two ontogenetic series of H. sapiens and P. troglodytes, an adult sample of gorillas and 11 Middle Pleistocene hominins and Neandertals. RMA regression models were used to compare the patterns in scaling between the anterior and posterior airways in relation to overall facial size. Our results show that the size of the anterior airways correlates more positively with facial size than the size of the posterior airways. This ontogenetic mechanism could explain the large faces and noses in the Neandertal lineage despite the adverse effects of such a phenotype for respiratory air-conditioning in cold climates. A large facial size could be a developmentally constrained consequence of generating airways large enough to provide the necessary oxygen for high energy demand in this large-brained and heavy-bodied hominin lineage.
- français
Cette étude étudie les relations d’échelles ontogénique et allométrique entre les ouvertures antérieures et postérieures des voies aériennes crâniennes et la taille du massif facial. L’objectif est de mettre en évidence les mécanismes qui peuvent expliquer l’apparition d’un massif facial et de voies aériennes de grande taille chez les hominines du Pléistocène moyen et chez les Néandertaliens. La taille est calculée à partir de point-repères 3D positionnés sur la face et les ouvertures liées aux voies aériennes de 403 crânes provenant de deux séries ontogénétiques d’H. sapiens et de P. troglodytes, d’une série de gorilles adultes et de 11 Néandertaliens et hominines du Pléistocène moyen. Des modèles de régressions RMA sont utilisés pour comparer les modèles d’échelles des voies aériennes antérieures et postérieures avec la taille générale de la face. Les résultats montrent que la taille des voies aériennes antérieures est corrélée avec la taille de la face, de façon plus positive que celle des voies aériennes postérieures. Ce mécanisme ontogénique pourrait expliquer la taille importante des faces et ouvertures nasales au sien de la lignée néandertalienne malgré l’effet négatif que ce phénotype peut avoir sur le système respiratoire dans des conditions climatiques froides. Une taille faciale importante pourrait être une contrainte développementale, conséquence de l’apparition de voies aériennes suffisamment grandes pour obtenir l’oxygène nécessaire à une demande énergétique élevée dans cette lignée d’hominines aux cerveaux de grandes tailles.
